2 系统总体方案设计论文网

本系统由单片机，瓦斯传感器，LCD显示，声音报警及排气扇等部分构成，此次的设计详细涉及了以下几个方面，其原理框图如图2。1所示：

图2。1系统原理框图

由于瓦斯浓度是通过传感器把非电量转换成电量的，传感器输出的是0-5伏电压值而且外部干扰较小，电压值稳定等，因此可以把传感器输出的电压值经 A/ D转换得到的数据直接传送给单片机进行处理。所以要求系统配备完善的数字量输入输出通道和模拟量以及完善的处理功能和中断系统。进行气体检测的基本步骤是信号采集处理以及显示、声光报警电路、保护电路的测试。模数转换即用于高速、高精度的对输入信号采样编码，然后将采样的编码转化成数字量储存在数据储存器中，最后单片机通过特定的算法进行气体浓度的识别，同时和所设值进行比较，超出所设值则报警并且实时显示浓度数值，如果没超出所设值，则只显示此时浓度数值并且将结果输出到 LCD显示屏幕上。

3 系统硬件设计

3。1 单片机最小系统设计

3。1。1 STC89C52单片机

考虑到STC89C52单片机具有高可靠强抗静电，低价高速，强抗干扰的特点，所以我们选择单片机STC89C52为本设计控制核心。 

STC89C52单片机有40个引脚，32个外部双向输入/输出( I/ O)端口，而且有2个外中断口，2个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路，32个读写口线，3个16位可编程定时计数器。STC89C52单片机不仅可以按照常规方法进行编程，也可以进行在线编程。STC89C52单片机在工作时也可降至0Hz的静态逻辑操作，并且支持两种软件可选的节电工作模式。掉电方式是保留 RAM中的内容，但振荡器暂停工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位，其将通用的微处理器和 Flash存储器联系在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发本。空闲方式停止CPU的工作，但允许定时/计数器，串行通信口，RAM及中断系统继续工作。在如今的单片机市场上，为了满足不同产品的需求，PIC单片机通常有PLCC、PQFP/TQFP及PDIP这些封装形式。 

STC89C52单片机引脚功能，引脚如图3。1所示：

图3。1 STC89C52 单片机单片机引脚功能图

3。1。2 晶振电路、复位电路设计

在单片机的工作过程中各指令的微操作都要按照严格的次序，这种微操作的时间次序称为时序。而单片机的时钟信号就是用来给单片机芯片内部这些各种微操作提供时间基准。本设计中所用的STC89C52单片机的时钟产生方式分为内部时钟方式和外部时钟方式两种。内部时钟方式就是在单片机的外部接一个晶振电路使之与单片机内部的振荡器共同作用产生时钟脉冲信号。外部时钟方式是将外部的时钟信号输入到单片机内，为了便于各单片机的同步，这种方式常用于多片STC89C52单片机同时工作的情况，一般需要输入的外部信号是一种高电平的持续时间大于20 ns，并且频率低于12 MHz的方波。对CHMOS工艺的单片机，外部时钟信号应由XTAL1脚输入，XTAL2脚悬空。本着尽量降低功耗的原则，本系统采用了内部时钟方式。晶振电路图如图3。2所示。

图3。2 晶振电路图文献综述

本设计中利用复位开关来控制复位电路，原理是当开关未按下是上电复位电路，上电复位电路在上电的瞬间，因为电容上的电压不能突变，电容处于充电(导通)状态，所以 RST脚的电压与 VCC相同。随着电容的充电，RST脚上的电压才慢慢下降。因此在选择充电常数时要合理，这样才能确保在开关按下时是RST端有两个机器周期以上的高电平从而使STC89C52内部复位；当开关按下时是按键手动复位电路，RST端通过电阻与VCC电源接通，通过电阻的分压就可以实现单片机的复位。如图3。3所示： STC89C52单片机的煤矿瓦斯监测系统设计+程序+电路图(3):http://www.youerw.com/zidonghua/lunwen_203215.html